Un purificador de escape seco, coñecido comunmente comoFiltro de partículas diésel (DPF)ou purificador de fume negro seco, é un dispositivo central de postratamento que se usa para eliminarmateria particulada (PM), especialmentehollín de carbono (fume negro), dexerador diéselescape. Funciona mediante filtración física sen depender de ningún aditivo líquido, de aí o termo "seco".
I. Principio de funcionamento: Filtración física e rexeneración
O seu principio de funcionamento pódese resumir en tres procesos:"Capturar - Acumular - Rexenerar."
- Captura (Filtración):
- Os gases de escape a alta temperatura do motor entran no purificador e flúen a través dun elemento filtrante feito de cerámica porosa (por exemplo, cordierita, carburo de silicio) ou metal sinterizado.
- As paredes do elemento filtrante están cubertas de microporos (normalmente máis pequenos que 1 micra), que permiten o paso de gases (por exemplo, nitróxeno, dióxido de carbono, vapor de auga) pero atrapan partículas máis grandes.partículas sólidas (hollixe, cinza) e fraccións orgánicas solubles (SOF)dentro ou na superficie do filtro.
- Acumular:
- As partículas atrapadas acumúlanse gradualmente dentro do filtro, formando unha "torta de hollín". A medida que aumenta a acumulación, a contrapresión do escape aumenta gradualmente.
- Rexenerar:
- Cando a contrapresión do escape alcanza un límite preestablecido (que afecta ao rendemento do motor), o sistema debe iniciar o"rexeneración"proceso para queimar o hollín acumulado no filtro, restaurando a súa capacidade de filtración.
- A rexeneración é o proceso clave, conseguido principalmente mediante:
- Rexeneración pasivaCando o grupo electróxeno funciona con carga elevada, a temperatura do escape aumenta de forma natural (normalmente >350 °C). O hollín atrapado reacciona cos óxidos de nitróxeno (NO₂) dos gases de escape e oxídase (queimarse lentamente). Este proceso é continuo, pero normalmente non é suficiente para unha limpeza completa.
- Rexeneración activa: Iníciase forzosamente cando a contrapresión é demasiado alta e a temperatura do escape é insuficiente.
- Asistido por combustible (queimador)Inxéctase unha pequena cantidade de diésel augas arriba do DPF e acéndese mediante un queimador, o que eleva a temperatura do gas que entra no DPF por riba dos 600 °C, provocando unha rápida oxidación e combustión do hollín.
- Rexeneración de quentadores eléctricosO elemento filtrante quéntase ata o punto de ignición do hollín mediante elementos calefactores eléctricos.
- Rexeneración por microondasUtiliza a enerxía das microondas para quentar selectivamente as partículas de hollín.
II. Compoñentes básicos
Un sistema completo de purificación en seco adoita incluír:
- Elemento filtrante DPF: A unidade central de filtración.
- Sensor de presión diferencial (aguas arriba/aguas abaixo)Monitoriza a diferenza de presión a través do filtro, determina o nivel de carga de hollín e activa o sinal de rexeneración.
- Sensores de temperaturaMonitorizar as temperaturas de entrada/saída para controlar o proceso de rexeneración e evitar danos por sobrequecemento.
- Sistema de control e activación da rexeneraciónControla automaticamente o inicio e a parada do programa de rexeneración en función dos sinais dos sensores de presión e temperatura.
- Actuador de rexeneración: Como un inxector diésel, un queimador, un dispositivo de calefacción eléctrica, etc.
- Capa de vivenda e illamentoPara a contención da presión e a retención da calor.
III. Vantaxes e desvantaxes
| Vantaxes | Desvantaxes |
| Alta eficiencia de eliminación de poEficiencia de filtración extremadamente alta para hollín (fume negro), pode alcanzar >95 %, reducindo a negrura Ringelmann ao nivel 0-1. | Aumenta a contrapresiónAfecta á eficiencia da respiración do motor, pode provocar un lixeiro aumento no consumo de combustible (aprox. 1-3%). |
| Non se require fluído consumibleA diferenza da SCR (que require urea), só precisa enerxía eléctrica e unha pequena cantidade de diésel para a rexeneración durante o funcionamento, sen custos adicionais de consumibles. | Mantemento complexoRequire unha limpeza periódica das cinzas (eliminación das cinzas non combustibles) e unha inspección. Unha rexeneración deficiente pode provocar a obstrución ou a fusión do filtro. |
| Estrutura compactaO sistema é relativamente sinxelo, ocupa pouco espazo e é doado de instalar. | Sensible á calidade do combustibleO alto contido de xofre no diésel produce sulfatos e o alto contido de cinzas acelera a obstrución do filtro, o que afecta á vida útil e ao rendemento. |
| Obxectivos principais do primeiro ministroO dispositivo máis directo e eficaz para resolver o fume negro visible e as partículas. | Non trata os NOxDiríxese principalmente ás partículas; ten un efecto limitado sobre os óxidos de nitróxeno. Require a combinación cun sistema SCR para un cumprimento integral. |
| Apto para funcionamento intermitenteEn comparación coa SCR, que require condicións de temperatura sostidas, o DPF adáptase mellor a ciclos de traballo variables. | Alto investimento inicialEspecialmente para purificadores empregados en grupos electróxenos de alta potencia. |
IV. Principais escenarios de aplicación
- Localidades con requisitos estritos de emisiónsEnerxía de reserva para centros de datos, hospitais, hoteis de alta gama, edificios de oficinas, etc., para evitar a contaminación por fume negro.
- Zonas urbanas e densamente poboadasPara cumprir a normativa ambiental local e evitar queixas.
- Grupos electróxenos instalados en interioresEsencial para purificar os gases de escape para garantir a calidade do aire interior e a seguridade do sistema de ventilación.
- Industrias especiaisEstacións base de comunicación, minería subterránea (tipo a proba de explosións), barcos, portos, etc.
- Como parte dun sistema combinadoIntegrado con SCR (para desnitrificación) e DOC (catalizador de oxidación do diésel) para cumprir cos estándares nacionais de emisións IV/V ou superiores.
V. Consideracións importantes
- Combustible e aceite de motor: Debe usardiésel baixo en xofre(preferiblemente contido de xofre <10 ppm) eaceite de motor baixo en cinzas (grao CJ-4 ou superior)Os altos niveis de xofre e cinza son as principais causas de intoxicación por DPF, obstrucións e redución da vida útil.
- Condicións de funcionamentoEvite o funcionamento a longo prazo do grupo electróxeno con cargas extremadamente baixas. Isto provoca temperaturas de escape baixas, o que impide a rexeneración pasiva e desencadea rexeneracións activas frecuentes e de alto consumo enerxético.
- Monitorización e mantemento:
- Vixiar de pretocontrapresión de escapeeluces indicadoras de rexeneración.
- Realizar regularmenteservizo profesional de limpeza de cinzas(usando aire comprimido ou equipos de limpeza especializados) para eliminar as cinzas metálicas (calcio, zinc, fósforo, etc.).
- Establecer rexistros de mantemento, rexistrando a frecuencia de rexeneración e os cambios de contrapresión.
- Coincidencia do sistemaO purificador debe seleccionarse e axustarse en función do modelo específico do grupo electróxeno, a cilindrada, a potencia nominal e o caudal de escape. Unha axuste incorrecto afecta gravemente o rendemento e a vida útil do motor.
- SeguridadeDurante a rexeneración, a temperatura da carcasa do purificador é extremadamente alta. É fundamental un illamento térmico axeitado, sinais de advertencia e manterse lonxe de materiais inflamables.
Resumo
O purificador de gases de escape secos (DPF) é untecnoloxía convencional de alta eficienciapara resolvercontaminación visible de fume negro e partículasdegrupos electróxenos diéselCaptura o hollín de carbono mediante filtración física e funciona ciclicamente mediante rexeneración a alta temperatura. O éxito da súa aplicación depende en gran medida dedimensionamento correcto, boa calidade do combustible, condicións de funcionamento axeitadas do xerador e mantemento periódico rigorosoAo seleccionar e usar un DPF, debe considerarse como unha parte integral do sistema xeral de conxunto motor-xerador.
Data de publicación: 16 de decembro de 2025
